近几个月来,俄罗斯成为了国际上最“火”的国家,地区战火持续延续的背景下,包括英特尔、℡☎联系:软、苹果在内的众多 科技 巨头都宣布了对俄罗斯施行断供措施, 来自西方的压力非常大 。
俄罗斯是一个重工业发达而轻工业相对薄弱的国家,在 科技 领域和美国等发达国家存在显著的差距。在集成电路领域,俄罗斯甚至连光刻机也没有,90%以上的芯片消费依赖于对外进口,那么, 俄罗斯为什么在芯片领域不怕被美国卡脖子?
在互联网和人工智能成为拉动经济成长新引擎的时代背景下, 芯片做为基础的硬件产品被全世界所看重 。如果没有芯片的支持,我们的智能手机、传统 汽车 、计算机、制造行业将迎来全面的倒退。俄罗斯对外芯片依赖度高达90%,为什么不怕被美国卡脖子呢?
还是要从经济上找原因,俄罗斯的经济支柱是能源行业,能源为俄罗斯贡献了25%的GDP,50%的出口和40%的预算收入。但由于 历史 遗留问题,俄罗斯目前的基础制造业能力非常薄弱, 导致芯片的下游行业完全发展不起来。
举例来说,根据MTS零售商2021年的分析显示,当年6月份,俄罗斯手机市场上排名前4的品牌依次是小米、三星、苹果、真我,4个品牌全是外国品牌, 市场份额占比近80%。
2020年,俄罗斯销量排名前10的 汽车 品牌中, 没有一个是自主品牌 ,而这10大 汽车 品牌总共垄断了俄罗斯83.8%的市场份额。
通过上述数据我们可以看出,俄罗斯的芯片终端产品基本上被外资把控,需要大量的依赖与进口。既然芯片产业都没有形成一个强大的生态链,自然不会害怕美国的针对。光脚的不怕穿鞋的, 外国芯片厂商断供 ,自身同样也会造成严重的损失。
那么, 俄罗斯就真的不看重芯片产业的发展吗?
当然不是,未来的人类 社会 ,人工智能和万物互联的发展势头已经非常明显。缺失了芯片行业的支持,将意味着国家综合实力的严重下滑,事实上, 俄罗斯已经开始在大力布局光刻机的研发制造事业 。
俄罗斯相关技术学院目前已经接下了光刻机的项目计划,区别于ASML制造的EUV光刻机,俄罗斯要研发的光刻机,将采用X射线技术。这项新技术虽然早已有理论基础,但由于成本过高,所以一直没有办法实现量产, 如果俄罗斯能够成功研发并实现量产 ,对全球的光刻机行业来说都将是一次重大的革新。
要知道,光刻机在芯片生产成本中的占比可以达到35%,小于5nm的芯片制成工艺都必须借助光刻机才能够完成, 如果俄罗斯能够在这个领域占领优势 ,将据此形成本国的集成电路堡垒,打破产品对外依赖的现状。 那么,我国的情况如何呢?
2015年,我国半导体产业的总规模为986亿美元,随着国家政策和 社会 资本的倾斜支持,2021年,这一规模已经增长到了1925亿美元。市场中众多的半导体研发、 制造企业更是层出不穷 ,我国的半导体事业发展目前已经进入了一个火热的高潮。
但另一方面,随着我国半导体行业规模扩张的, 还有逐年增长的半导体进口金额 。从2013年开始,半导体产品就替代了石油成为了我国对外进口的最大宗商品。
2021年,我国全年对外进口的半导体金额达到了4623亿美元,在高端芯片产品上,我国严重依赖对外进口的格局依然没有被打破。 国内的半导体事业成为了中国经济进一步发展所急需突破的领域 。
自从中m贸易z打响以后,美国 科技 巨头对中国实行“芯片断供”的战略就已经提醒了我们,在芯片事业上要“自力更生”。此次地区战火背景下,俄罗斯被西方芯片巨头进行的芯片断供更是为我们敲响了一次强烈的警钟, 发展民族芯片事业是一件刻不容缓的事情 。
俄罗斯没有光刻机,芯片对外进口依赖超过90%,但由于国内芯片下游行业的发展薄弱,使的俄罗斯在某种程度上具有了不怕美国“卡脖子”的资本。未来, 我国应当继续在独立自主的原则上 ,大力发展属于民族的芯片事业。 对此,你们有什么看法呢?
芯片、光刻机成为了俄罗斯不能说不担心芯片和光刻机的问题,只是他们现在根本还有必要操心这件事,而这一切和俄罗斯(前苏联)的近50年发展所导致的。为什么这么说呢?
许多历史课的教材通常会把历史分成政治、经济、文化三大模块来进行学习。历史课跨度很长,基本上是从文明起源一直到近代。在这么长的时间跨度内,这三个要素是影响人类历史进程最关键的要素。
最近三百年来的历史,有个因素逐渐扮演了越来越重要的地位,到近代,它甚至开始影响着整个世界格局,这个重要因素就是:科技。而芯片和光刻机其实就是影响当下人类文明进程的最重要的科学技术。
不过,芯片和光刻机的历史其实并不久远,一直到上世纪50年代末,60年代初才出现。当时正好是美苏冷战,美国和苏联是当时的超级大国,双方在各个领域展开了较量。
这些竞赛就包括了各个方面的科技竞赛,最为我们所熟知的就是双方在航天领域的较量,在一开始是苏联占据了领先优势,加加林率先登上了太空。后来,双方又开始比赛登月。在登月方面,美国的阿波罗11号率先实现了载人登月。
虽然苏联在登月上败给了美国,但并不影响它超级大国的地位。在这些竞赛中,双方也在不断迭代自己的科学技术。在芯片未出现之前,晶体管和电子管其实没有太大区别,晶体管就是后来芯片的核心元器件。
苏联当时主要使用的就是电子管技术,而不是晶体管。之所以这么选真的不怪苏联,因为当时主要考虑的是核战争。核战争的环境中,一般会有大量的电磁脉冲,晶体管是没有办法抵御电磁脉冲的,会直接失灵,而电子管几乎不会受到什么干扰。
所以,从那个时代的角度来看,选择电子管并没有什么问题。除了不看好晶体管,苏联当时所使用的计算机也和其他地方是不同的,他们采用的不是二进制,而是三进制。苏联的科学家还制造除了人类史上第一批采用三进制的计算机:Сетунь和Сетунь 70。只不过当时的苏联体制中充满了官僚主义,当时苏联相关的负责人并不认为这些计算机可以有什么用处。明明有许多订单,他们却选择不做,并勒令停止生产。
总结一下就是他们不看好晶体管,同时因为体制的原因,导致许多创新被埋没。
正如前文所说的,芯片其实是近代最重要的科技。由于芯片所引领的是产业链和标准。因此,掌握了芯片技术,就可以实现垄断,并从中获取暴利。西方国家从芯片行业获取到了大量的甜头。芯片的用处很多,它需要用到方方面面的领域,无论是军工的,还是民用的。如果一个国家因为某些政治因素不能够进口芯片,那么这个国家的许多行业都会受到冲击。
这几天,据报道,俄罗斯制定半导体的国产化战略,预计到2030年总拨款3.19万亿卢布(约2500亿人民币,或393亿美元)用于半导体制造、芯片研发、数据中心基础设施以及人才培养等。
四月初,俄罗斯莫斯科电子技术学院 (MIET)获得了俄罗斯贸工部一个6.7亿卢布(约5100万人民币)用于研发新一代EUV光刻机的合同,行业都觉得用这么少的钱想要研发光刻机不可能,因此引起业界热议,详情请看笔者撰写的《重磅!俄罗斯投资6.7亿研发EUV光刻机!成功率有多大?》。
本文首先介绍俄罗斯半导体国产化的背景、俄罗斯半导体国产化战略,最后简要分析为什么不与中国等进行合作。
2014年3月克里米亚公投入俄后,欧美国家对俄相继出台了多项制裁措施,禁止俄金融机构进入欧盟资本市场、对俄实施武器禁运、禁止对俄出口用于军事目的的军民两用产品以及禁止对俄能源行业出口高技术设备以及高 科技 产品等。
同时,俄罗斯上述领域对国外先进技术产品和国际资本市场融资的依赖程度极高。梅德韦杰夫在2015年4月的俄政府工作会议上指出:俄罗斯机床设备的进口达到90%,民用飞机进口超过80%,重型机械进口达到70%,石油开采设备进口达到60%,农机设备的进口在50% ~90%之间,受制裁影响,2014年俄罗斯进口国外(包括独联体国家)机器设备的支出减少了12%,为1362亿美元。到2015 年,该数额大幅减少为818亿美元,仅为2014年的40%。
从2014年到2022年的八年间,俄罗斯一直被制裁。2014年俄罗斯央行称GDP约合1.03万亿美元,增长率只有0.6%,到2021年俄罗斯GDP 1.7万亿美元。
不过,普京上任后的俄罗斯非常重视 科技 领域的研发投入。
主要投入在基础研究领域,发明专利,先进生产技术开发和应用方面以及国家 科技 创新优先发展方向的成果方面。
据笔者Challey查询资料,从《2014 ~ 2020 年俄罗斯 科技 综合体优先发展研发方向联邦专项计划》实施的效果来看,基本达到预期目标。在此期间,该专项计划共投入资金1 723亿卢布,其中联邦预算内资金投入1 395亿卢布,预算外资金投入为328亿卢布。
在联邦预算内投入资金中,资本性投入占比为20.4%,应用研发投入占比为61.2%。
在联邦预算外投入的资金中,则大多用于应用研发,比例高达96%,实施该专项计划的成果包括: 2014 ~2019年间共签署了2 812 个合同和协议,合同和协议金额达到1 306亿卢布,其中资本性支出类占比17.6%,科学应用研发类占比64.3%,其它类占比18.1%。
收录在Scopus和Web of Science引文数据库的核心论文7 701 篇,专利申请数量为5038件,参与该专项的科研人员平均年龄为40 岁,而40 岁以下参研人员的比例为61.5%。吸引到预算外资金达605亿卢布,额外的研发经费支出(其中包括预算外资金来源) 金额达1403亿卢布。
但是,到今年3月,俄乌冲突以来,“ 科技 无国界”的神话就彻底破灭了。
3月以来,从开源红帽子RedHat,Docker、SUSE、GitHub到℡☎联系:软、苹果、谷歌等,从AMD、Intel等芯片供应商到台积电等半导体制造商,无论是硬件还是软件,无论是开源还是闭源,全部撤出俄罗斯,并对其进行了限制或者制裁。甚至有报道称俄罗斯国内数据存储可用云存储仅够维持两个月。
因此,尽管经济方面依然困难,但俄罗斯还是拿出可观的经费投入半导体的国产化。从3月30日贸工部的6.7亿卢布光刻机研发到现在的3.19万亿卢布完全国产化战略,可见俄罗斯的决心非常大。
俄罗斯政府的国产化战略主要是制定全新℡☎联系:电子开发计划,到2030年投资3.19万亿卢布(取整约2500亿人民币,或393亿美元,2022.4.19日换算,汇率会有所波动),主要用于开发本地半导体生产技术、国内芯片开发、数据中心基础设施、本土人才的培养以及自制芯片和解决方案的市场推广。
这项计划将于2022年4月22日敲定并提交俄罗斯总理梅德韦杰夫正式批复。
计划投资 4200 亿卢布(约 51.77亿美元)用于开发新的制造工艺和后续改进。短期目标之一是在今年年底前使用90nm制造工艺提高本地芯片产量。长期目标是到 2030 年实现 28nm的芯片工艺制造。
不过,台积电于2011年就做到了这点。
俄罗斯现有数据中心大约70个。该计划预计投资4600亿卢布(约56.5亿美元),到2030年预计全国数据中心增加到300个。
预计投资3090亿卢布(约38亿美元),用于开发至少400个新型电子产品原型,并开展 2000多个研究项目。
计划制定者还希望将国内高校毕业生的 “人才转换”比例从当前的 5% 提升到35%。
此外,计划还包括在现有和新成立的高校设计培养中心基础上创建至少1000个设计团队。
在四月初笔者Challey撰写的 《俄罗斯投资6.7亿卢布研发EUV光刻机!成功率有多大?》中提到,俄罗斯贸工部投资6.7亿卢布(现约5300万人民币,或830万美元)委托莫斯科电子技术学院 (MIET)开发新一代X射线EUV光刻机。
在文中提到,其实MIET研发X射线光刻机已经有15年了。
“我们谈论的是长期的研发工作,从好的方面来说,这应该在 15 年前就开始了,” Stimulus 杂志作者 Alexander Mechanik说。”
尽管这笔不到1000万美金的投资很少,但是俄罗斯拥有全球顶尖的数学人才,而且还有后续的投资。现在,后续人才和芯片制造方面的追加投资也即将正式批复。那么这个计划的成功概率要大很多了。
只是,俄罗斯缺乏足够的市场,如果不能联合其他国家/市场实现标准化,那么即使研发出光刻机,也很难推广开来。因此,与中国、印度等国家合作才可能在资金、市场、技术等方面进行互补,从而提高研发的成功率,并取得更快的进度。
那么,为什么俄罗斯要独立进行国产化而不与中国等国家的 科技 力量合作呢?
这个问题可能要从多方面来分析。
首先是技术体系 ,从上面的新制式EUV光刻机来说,俄罗斯研发的是X射线光刻机,尽管中国也进行了试验,但是被证明效率太低,没法大规模使用;另一方面,俄罗斯在半导体的某些应用方面的方式与世界主流有所不同。
其次是市场目标 ,俄罗斯的目标,无论是未来数年还是以往数年,首先是满足国内有限的民用市场和重要的军用市场。从以往来看,俄罗斯还没有完全融入全球半导体市场,所以其目标市场决定了其战略不同。
而 在外部合作方面 ,俄罗斯深知,假如邀请中国企业合作,中国等国家的企业肯定会要求深度参与,而且俄罗斯对自有研发的技术非常保密。这个谈判过程很难又漫长。
同时,中国企业也会考虑要不要与俄罗斯合作,因为这会导致欧美对中国企业的制裁。
因此双方都在考虑。
合作模式方面 ,可能合作时机还未到。譬如俄罗斯的格洛纳斯卫星系统与中国的北斗卫星系统只有在双方技术都成熟的时候才开始进行合作。
未来,可能中俄的 科技 合作也大都会是这种方式。
这或许也是俄罗斯完全国产化的真正含义吧。
作者:Challey
俄罗斯的芯片与光刻机技术发展得比较一般,技术很差,还不如我国。
无掩膜光刻是一类不采用光刻掩膜版的光刻技术,即采用电子束直接在硅片上制作出需要的图形。无掩膜光刻机可以读取任何CAD数据,除此之外,无掩膜光刻机还可以读取Bitmap, PNG, DXF, GDSⅡ等其它格式,无掩膜光刻其具备分辨率高、成本较低等优势,但也存在着生产效率低、电子束之间的干扰易造成邻近效应等缺陷。
因为有华为这样的技术企业,中国芯片的发展速度很快,但芯片的速度很快,仍然不能满足国内芯片的需求。众所周知,中国是人口大国,随着经济发展水平的提高,中国人对电子产品的需求也在不断增加,芯片的需求自然也会越来越大。中国早就成为世界芯片进口大国之一,国内大部分高性能芯片需要大量依赖进口。
尽管我国很多手机品牌在世界上的销售量已经很高,可惜这款国产手机的芯片仍然不能在国内自行研究,需要痛苦和进口。我国能生产的只有低端、性能不强的芯片。中国近年来一直在反思芯片领域需要依赖进口的缺陷,希望在美国对中国芯片实施制裁之前,能够开发属于中国的芯片。与中国处境相同的俄罗斯实际上也面临着被美国制裁的危险。
在很多中国人眼里,俄罗斯是科技大国,近几年经济开始衰退,但俄罗斯仍然技术强大,没有人认为俄罗斯的芯片和中国一样需要依赖外国进口。俄罗斯国内的芯片水平不高,所以从目前的数据来看,俄罗斯国内至少90%的芯片需要从其他国家,特别是美国进口。而且我们都知道俄罗斯和美国一直是对手。那么俄罗斯不怕制裁吗?俄罗斯在芯片技术领域是空白的,但在晶体技术领域有着非常高的创造。在这种大背景下,俄罗斯技术人员使用自己擅长的晶体振荡器完美地代替了芯片。这种转换不仅在电子性能上取得了很大的进步,还补充了俄罗斯的数字技术短板,同时摆脱了美国芯片的束缚,一举一动也不奇怪。
究竟俄罗斯要使用什么技术才能折服美国?事实上,俄罗斯的具体操作方法也很简单。也就是说,可以利用简单的模拟电路,使中间频率相互咬合积累,起到替代芯片的作用。苏-35战斗机)特别是这样开发的激光晶体振荡器,不仅在光子领域增加了俄罗斯自身的经验和技术,可以更完美地代替芯片,而且在制造成功后还帮助俄罗斯成功开发了s-400防空导弹、苏-35战斗机等各种先进武器。这不仅大大提高了俄军的实战能力,而且从根本上摆脱了美国的束缚。从这里也可以看出,一个国家的强大离不开自己的实力,所以俄罗斯的这种方法对我们国家的学习也是有价值的。但是又出了问题。